本文關(guān)鍵詞：線列結(jié)構(gòu)熱釋電探測器工藝及性能研究

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【摘要】：基于熱釋電材料的熱釋電探測器是最近國內(nèi)外研究的重點(diǎn),而基于鉭酸鋰材料的熱釋電寬光譜線列器件的制備技術(shù)還在摸索階段。室溫工作熱釋電探測器具有寬光譜響應(yīng)、無波長選擇性、無需制冷、結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉的特點(diǎn),是當(dāng)前寬光譜探測器的重要發(fā)展方向。本論文研究熱釋電探測器的內(nèi)容著重在以下幾個(gè)方面進(jìn)行:熱釋電探測器單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真,對(duì)比多種探測器單元結(jié)構(gòu),建立探測單元結(jié)構(gòu)立體模型、進(jìn)行探測單元結(jié)構(gòu)的仿真,并對(duì)這些仿真結(jié)果進(jìn)行分析和討論;開展了鉭酸鋰晶體材料減薄工藝研究,使用了化學(xué)機(jī)械拋光方法和反應(yīng)離子刻蝕方法�；瘜W(xué)機(jī)械拋光法方面研究了溫度、氧化劑和PH值對(duì)鉭酸鋰腐蝕速度的影響,對(duì)化學(xué)機(jī)械拋光的穩(wěn)定劑的選擇也做了說明。反應(yīng)離子刻蝕方面使用氯氣進(jìn)行刻蝕獲得了性能更優(yōu)、表面更加平整的鉭酸鋰晶體薄片;同時(shí)因?yàn)殂g酸鋰晶片對(duì)太赫茲波吸收微弱,需要進(jìn)行太赫茲吸收層制備,展開了碳納米管吸收層薄膜的制備,制備過程中將碳納米管環(huán)氧樹脂材料更換為碳納米管聚氨酯材料,解決了碳納米管環(huán)氧樹脂制備過程中遇到的工藝問題。改進(jìn)了碳納米管薄膜表面的平整度,并對(duì)薄膜的吸收率進(jìn)行了測試。按照優(yōu)化的探測單元結(jié)構(gòu),基于光刻方法將線條晶體劃分成32×1的線列探測器敏感元的方法完成了線列版圖的設(shè)計(jì),制備探測器頂層吸收層達(dá)到了增加探測性能的目標(biāo),并且對(duì)線列陣列制備工藝進(jìn)行了研究,完成了線列探測器件的制備。最后進(jìn)行了探測器性能的測試,通過線列讀出電路及信號(hào)采集電路軟件進(jìn)行了探測器的測試。采用高功率太赫茲激光器作為輻射源,對(duì)制備的線列器件的噪聲與響應(yīng)特性進(jìn)行了測量,通過計(jì)算得到器件的噪聲等效功率和響應(yīng)均勻性。通過測試結(jié)果對(duì)比與分析,優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制備工藝,最終得到的線列探測器其線列單元數(shù)目為30,響應(yīng)率為2786V/W,噪聲等效功率(NEP)為2.95×10-9W/Hz1/2,響應(yīng)均勻性達(dá)到91.6%,獲得了良好的探測器性能。
【關(guān)鍵詞】：熱釋電探測器 鉭酸鋰 探測器結(jié)構(gòu) 太赫茲吸收層 探測器性能
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN215
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 熱釋電探測器9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 主要研究內(nèi)容12-13
• 第二章 鉭酸鋰熱釋電探測器結(jié)構(gòu)仿真13-26
• 2.1 熱釋電THz探測器工作原理13
• 2.2 選擇探測器結(jié)構(gòu)13-14
• 2.3 建立仿真模型14-16
• 2.4 仿真結(jié)果與分析16-24
• 2.5 本章小結(jié)24-26
• 第三章 鉭酸鋰晶體材料減薄工藝26-33
• 3.1 化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）26-30
• 3.1.1 溫度對(duì)鉭酸鋰腐蝕速度的影響26-27
• 3.1.2 氧化劑對(duì)鉭酸鋰腐蝕速度的影響27-28
• 3.1.3 腐蝕液PH值對(duì)鉭酸鋰腐蝕速度的影響28
• 3.1.4 穩(wěn)定劑的選擇28-29
• 3.1.5 鉭酸鋰晶體表面形貌測試29-30
• 3.2 反應(yīng)離子刻蝕30-31
• 3.3 本章小結(jié)31-33
• 第四章 太赫茲吸收層制備33-44
• 4.1 碳納米管環(huán)氧樹脂薄膜制備33-34
• 4.2 碳納米管聚氨酯薄膜制備34-39
• 4.2.1 正方形 2cm×2cm小基片碳納米管聚氨酯薄膜制備34-37
• 4.2.2 二寸或四寸圓片碳納米管聚氨酯薄膜制備37-38
• 4.2.3 碳納米管聚氨酯薄膜THz-TDS測試38-39
• 4.3 改進(jìn)碳納米管薄膜的平整度39-41
• 4.4 吸收率測試41-43
• 4.5 本章小結(jié)43-44
• 第五章 線列太赫茲探測器制備及測試44-53
• 5.1 線列太赫茲探測器結(jié)構(gòu)版圖設(shè)計(jì)44-46
• 5.2 線列陣列制備工藝研究46-48
• 5.3 熱釋電線列探測器件測試48-52
• 5.3.1 測試系統(tǒng)48-49
• 5.3.2 測試原理49-50
• 5.3.3 測試步驟50-51
• 5.3.4 測試結(jié)果51-52
• 5.4 本章小結(jié)52-53
• 第六章 總結(jié)與展望53-55
• 6.1 主要結(jié)論53-54
• 6.2 前景展望54-55
• 致謝55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59

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本文編號(hào)：598010